缺陷，无法同时 准确描述GaN器件的Kink效应和电流崩塌效应，而且优化步骤繁琐耗时，因此还需要进行 下面步骤对其改进。
[0116] 步骤2,构建含所用器件直流DCI-V输出曲线数据的电流源。
[0117] 本步骤的实现是通过商用电子设计自动化软件ADS软件完成，其步骤如下：
[0118] (2. 2a)利用集成电路与特征分析程序IC-CAP测试图1器件的直流DC输出曲线数 据，并将该数据保存为.ds格式；
[0119] (2. 2b)在电子设计自动化软件ADS软件中，选择一个直流DC电流源，将直流DC电 流源的参数输入模式选择为基于文件的模式；
[0120] (2. 2c)将用集成电路与特征分析程序IC-CAP测试的直流DCI-V输出曲线数据 的.ds文件直接写入直流DC电流源，完成包含测试直流DCI-V数据电流源的构建；
[0121] (2. 2d)写入数据后，将电流流入的电极定义为漏极，将电流流出的电极定义为源 极。
[0122] 步骤3,构建有源补偿子电路。
[0123] 参照图7,本步骤的具体实现如下：
[0124] (3. 3a)将高电子迀移率晶体管大信号模型EEHEM1与电流源进行并联，即将该 EEHEMT1的漏极与电流源的源极连接，将该EEHEMT1的源极与电流源的漏极相连，组成有源 补偿核，并将该EEHEMT1漏极所在的电极定义为有源补偿核的漏极，将EEHEMT1源极所在的 电极定义为有源补偿核的源极；
[0125] (3. 3b)分别在有源补偿核的源极、栅极和漏极三个电极各串联一个电感，这三个 电感使用电子设计自动化软件ADS自带的理想电感，分别是栅极电感L4、漏极电感L5、源极 电感L6，用来阻挡交流信号；
[0126] (3. 3c)在有源补偿核的栅极和漏极各串联一个直流源，即在有源补偿核的栅极与 栅极电感1^4之间串联第一直流源Pi，在有源补偿核的漏极与漏极电感L5之间串联第二直流 源匕，构成有源补偿子电路；
[0127] 该有源补偿子电路的漏源电流Ids_toanch:
[01 28] Ids-branch(Vds，Vgs) Ids-EEHEMT1-1 (Vds，Vgs)Ids-measured(Vds，Vgs) '
[0129] 其中IdsEEHEMT11为有源补偿子电路中高电子迀移率晶体管大信号模型EEHEMT1的 源漏电流，Ids__s_dS有源补偿子电路中包含直流DCI-V输出曲线数据的电流源的源漏电 流。
[0130] 步骤4,在有源补偿子电路的源极串联一个电压源，形成一个源极电位可调的有源 补偿子电路。
[0131] 步骤5,将高电子迀移率晶体管大信号模型EEHEMT1与源极电位可调的有源补偿 子电路并联，获得改进的高电子迀移率晶体管大信号模型EEHEMT1。
[0132] 参照图8,本发明将高电子迀移率晶体管大信号模型EEHEMT1与源极电位可调的 有源补偿子电路并联，是将该源极电位可调的有源补偿子电路的源极与所述高电子迀移率 晶体管大信号模型EEHEMT1的漏极相连，将源极电位可调的有源补偿子电路的漏极与所述 高电子迀移率晶体管大信号模型EEHEMT1的源极相连，得到改进后GaN高电子迀移率晶体 管HEMT大信号模型，该改进后的GaN高电子迀移率晶体管HEMT大信号模型的源漏电流Ids 表示为：
[0133] Ids(Vds，Vgs) -Ids-EEHEMT1-2 (Vds，Vgs) _(Ids-EEHEMT1-1 (Vds，Vgs)Ids-measured(vds，vgs))，
[0134] 其中，IdsEEHEMT11为有源补偿子电路中高电子迀移率晶体管大信号模型EEHEMT1的 源漏电流，Ids__s_d为含有直流DCI-V输出曲线数据的电流源的源漏电流，IdsEEHEMT12为与 源极电位可调的有源补偿子电路相并联的高电子迀移率晶体管大信号模型EEHEMT1的源 漏电流，vds为改进后的GaN高电子迀移率晶体管HEMT大信号模型的源漏电压，Vgs为改进 后的GaN高电子迀移率晶体管HEMT大信号模型的栅源电压。
[0135] 由于GaNHEMT的源极电压通常为零，因此源极电位可调的有源补偿子电路中的源 极电压源的电压值与改进的GaN高电子迀移率晶体管HEMT大信号模型的漏极电压值大小 相等，符号相反，通过源极电位可调的有源补偿子电路中的源极电压抵消改进的GaN高电 子迀移率晶体管HEMT大信号模型的漏极电压，使得有源补偿子电路中的高电子迀移率晶 体管大信号模型EEHEMT1的源极电压为零。
[0136] 本发明的效果可通过以下仿真进一步说明：
[0137] 仿真1，对有源补偿子电路的直流DCI-V曲线进行仿真，结果如图9,图9中以栅 源电压Vgs= -2V、-1V、0V三种偏置下为例，描述了有源补偿子电路源漏电流Ids_braneh随源 漏电压Vds变化：
[0138] 了ds-branch (Vds，Vgs) Ids-EEHEMTl-1 (Vds，Vgs) Ids-measured (Vds，Vgs)，
[0139] 从图9可见，有源补偿子电路准确模拟现有的高电子迀移率晶体管大信号模型 EEHEMT1的源漏电流仿真值与图1器件源漏电流的测试值之间在不同偏置下存在差异，因 而需要用有源补偿子电路对高电子迀移率晶体管大信号模型EEHEMT1的源漏电流进行精 确的修正。
[0140] 另外，由于设计了有源补偿子电路，能够对现有高电子迀移率晶体管大信号模型 EEHEMT1的源漏电流进行精确的修正，因此在拟合得到高电子迀移率晶体管大信号模型 EEHEMT1的直流参数后，不需要进行耗时繁琐的优化步骤来优化直流参数。
[0141] 仿真2,对改进前、后高电子迀移率晶体管大信号模型EEHEMT1的直流DCI-V曲线 进行仿真，并与实际图1器件的直流DCI-V测试曲线进行对比，结果如图10,图10中以栅 源电压Vgs= 0. 5V、-0. 5V、-1. 5V和-2. 5V四种偏置下为例，对结果进行了对比。
[0142] 从图10中可以看出，在靠近膝点电压的地方，是Kink效应最显著的地方，随着漏 电压的增大，源漏电流会呈现出明显的电流跳跃，形成一个台阶；当漏电压逐渐增加到很大 的时候，漏电流会呈现下降趋势，漏电压越大，自热效应造成的源漏电流下降越明显。从图 10中还可以看出，虽然现有的高电子迀移率晶体管大信号模型EEHEMT模型可以基本拟合 自热效应区域，但是仍然有不小的误差，而且无法拟合器件的Kink效应区域，这样就会对 器件的静态工作点的预测和电路效率的预测造成误差。添加了有源补偿子电路后的改进型 高电子迀移率晶体管大信号模型EEHEMT1后，由于有源补偿子电路对现有的EEHEMT1输出 电流进行了修正，因此可以将Kink效应和自热效应区域无误差地进行拟合，从而可以对器 件的静态工作点和效率做出更加准确的预测，体现出了本发明的优越性。
[0143] 仿真3,对本发明改进后的高电子迀移率晶体管大信号模型EEHEMT1的转移曲线 和跨导曲线进行仿真，并与实际器件测试得到的转移曲线和跨导曲线进行对比，结果如图 11。从图11中可以看出，仿真曲线和测试曲线能够无误差的拟合，表明改进后的高电子迀 移率晶体管大信号模型EEHEMT1能够精确模拟真实器件的性能。
[0144] 仿真4,对本发明改进前、后的高电子迀移率晶体管大信号模型EEHEMT1散射参数 进行仿真，并与实际器件散射参数测试曲线进行对比，结果如图12,其中图12(a)为输入端 口电压反射系数，图12(b)为正向电压增益，图12(c)为反向电压增益，图12(d)为输出端 口电压反射系数，由于EEHEMT1模型对直流模型和交流模型的建模是分开的，因此有源补 偿子电路对直流模型的改进不会影响其交流特性。从图12中可以看到，现有EEHEMT1模型 和改进的EEHEMT模型对交流特性的仿真结果相同，并且能够很好的拟合器件测量的散射 参数。
[0145] 仿真5,在最佳偏置点下对本发明改进前后的高电子迀移率晶体管大信号模型 EEHEMT1性能进行仿真，并与实际器件的性能测试曲线进行对比，结果如图13。从图13中 可以看出，现有的EEHEMT1模型和改进的EEHEMT1模型均能够很好的拟和输出功率和功率 增益曲线。但是由于通过有源补偿子电路改进的EEHEMT1大信号模型能够更加精确的仿真 器件的直流I-V特性，因此与现有的EEHEMT1模型相比，本发明更加接近测量的数据。
[0146] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所坐的任何修改、同等替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 基于有源补偿子电路的GaN HEMT大信号模型改进方法，其特征在于： (1) 对所用器件进行测量，并将测量数据通过拟合得到高电子迀移率晶体管大信号模 型EEHEMT1的参数； (2) 将所用器件测量得到的直流DC I-V输出曲线写入到一个电流源内； (3) 将所述EEHEMl大信号等效电路模型与电流源进行并联，组成有源补偿核，分别在 有源补偿核的源极、栅极和漏极三个电极各串联一个电感，用来阻挡交流信号，同时在有源 补偿核的栅极和漏极各串联一个直流源，用来提供直流功率，构成有源补偿子电路，该有源 补偿子电路的漏源电流I ds_to_hS :其中为有源补偿子电路中高电子迀移率晶体管大信号模型EEHEMT1的源漏 电流，Ids__s_d为有源补偿子电路中包含直流DC I-V输出曲线数据的电流源的源漏电流； (4) 在有源补偿子电路的源极串联一个电压源，形成一个源极电位可调的有源补偿子 电路，再将该源极电位可调的有源补偿子电路与所述EEHEMT1大信号等效电路模型并联， 即将该源极电位可调的有源补偿子电路的源极与所述EEHEMT1的漏极相连，将源极电位可 调的有源补偿子电路的漏极与所述EEHEMT1模型的源极相连，得到改进后GaN高电子迀移 率晶体管HEMT大...